AT521859A1

AT521859A1 - Anordnung zum Anschließen von Lichtwellenleitern

Info

Publication number: AT521859A1
Application number: ATA50943/2018A
Authority: AT
Inventors: Faller Josef
Original assignee: Josef Faller Ges Mit Beschraenkter Haftung
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2020-05-15

Abstract

Bei einer Anordnung (1) zum Anschließen von in Klemmen (2) aufgenommenen Lichtwellenleitern (3) an optoelektronische Wandler (11) sind die optoelektronischen Wandler (11) und die Klemmen (2) an einer gemeinsamen Halterung (13) angeordnet. Zwei optoelektronische Wandler (11) sind nebeneinander angeordnet und zwischen den optoelektronischen Wandlern (11) ist eine Kühleinrichtung (14) angeordnet.

Description

Halterung angeordnet sind.

Die Erfindung kommt insbesondere bei Lichtwellenleitern aus Kunststoff zur Anwendung, die auf polymeroptischen Fasern (POF) basieren. Sie werden für Datenübertragung mit Licht, vorzugsweise mit sichtbarem Licht, eingesetzt. Die Erfindung kann aber auch bei Lichtwellenleitern

aus anderen Werkstoffen, wie Glaswerkstoffen, eingesetzt werden.

Da insbesondere Kunststoff-Lichtwellenleiter auch in Kombination mit der Elektroinstallation verlegt werden, ist es schwierig, einen für die Elektroinstallation und Montage in Unterputzdosen oder Verteilerdosen geeigneten Anschluss zu realisieren, der möglichst platzsparend, insbesondere auf Leiterplatten bzw. Netzwerkkomponenten, integriert werden kann. Insbesondere ist es erforderlich, heute verfügbare Anschlusstechniken für optoelektronische Wandler, wie Sender (Transmitter), Empfänger (Receiver) und kombinierte Sender und Empfänger (Transceiver) zu verkleinern. Zudem ist es von Vorteil, wenn weitere Grundfunktionen eines IP-Netzwerkes oder einer digitalen

Datenübertragung bereits in Anschlusskomponenten integriert werden.

Eine kompakte Bauweise bringt allerdings thermische und elektromagnetische Probleme mit sich. Der Erfindung liegt daher die

Aufgabe zugrunde, diese Probleme zu verringern.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch, dass zwei optoelektronische Wandler nebeneinander angeordnet sind und dass zwischen den optoelektronischen Wandlern eine

Kühleinrichtung angeordnet ist.

Die Kühleinrichtung führt nicht nur die Wärme der optoelektronischen Wandler ab, sondern kann in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung gleichzeitig auch noch dazu genutzt werden, elektromagnetische Störfelder abzuschirmen, die insbesondere bei einer

kompakten Bauweise Probleme verursachen können.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der

Unteransprüche.

optoelektronischen Wandler.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist jeder optoelektronische Wandler in einem Trägerelement aufgenommen, das mit der Kühleinrichtung in wärmeleitender Verbindung steht. Die optoelektronischen Wandler sind beispielsweise in das Trägerelement eingegossen und die von den optoelektronischen Wandlern erzeugte Wärme

wird über dieses Trägerelement an die Kühleinrichtung abgeleitet.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann beispielsweise so aufgebaut sein, dass die Klemme einen Leiterführungskanal mit einer Längsachse aufweist, an dessen Ende das Trägerelement angeordnet ist, wobei weiters bevorzugt ist, dass ein optoelektronischer Wandler und eine Klemme eine Baueinheit bilden. Auf diese Weise kann eine kompakte, längliche Verbindung zwischen dem Lichtwellenleiter und dem optoelektronischen Wandler geschaffen werden, die auf einfache Weise

an der Halterung angebracht werden kann.

Die Halterung kann erfindungsgemäß eine Montageplatte, eine Leiterplatte, ein weiterer elektronischer Bauteil oder eine andere

geeignete Montageeinrichtung sein.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen die Trägerelemente eine der Klemme gegenüberliegende Stirnseite auf, wobei die Kühleinrichtung zwischen den Stirnseiten einander gegenüberliegender Trägerelemente angeordnet ist. Die Klemmen mit den Trägerelementen sind somit in Längsrichtung zueinander ausgerichtet. Diese Ausführungsform ist besonders dann geeignet, wenn die Zuführung der Lichtwellenleiter von gegenüberliegenden Seiten der

erfindungsgemäßen Anordnung erfolgt.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung liegen zwei Klemmen mit den daran angeordneten Trägerelementen mit ihren Längsachsen parallel nebeneinander, wobei die Kühleinrichtung zwischen den nebeneinanderliegenden Trägerelementen angeordnet ist. Diese Ausführungsform ist besonders dann geeignet, wenn die Zuführung der Lichtwellenleiter von derselben Seite der erfindungsgemäßen Anordnung

erfolgt.

einander paarweise gegenüber liegen.

Um eine optimale Wärmeableitung zu ermöglichen, ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung einen ersten Abschnitt aufweist, der zwischen den optoelektronischen Wandlern liegt, und einen weiteren Abschnitt, der

ober, unter und/oder neben den optoelektronischen Wandlern liegt.

Der oder die weiteren Abschnitte können unterschiedliche Funktionen

erfüllen.

Sie können einen oder mehrere optoelektronische Wandler an einer weiteren Seite umgeben, um für eine verbesserte Aufnahme und Ableitung von Wärme von den optoelektronischen Wandlern zu sorgen. Sie können zusätzlich oder alternativ auch zur verbesserten elektromagnetischen

Abschirmung dienen.

Der oder die weiteren Abschnitte können weiters zusätzlich oder alternativ als zusätzliche Fläche zur Ableitung der aufgenommenen Wärme an die Umgebung dienen, indem sie bevorzugt, aber nicht

notwendigerweise, Kühlrippen aufweisen.

Um eine oder mehrere dieser Funktionen zu erfüllen, kann die Kühleinrichtung einen L-f£förmigen, T-förmigen oder I-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei die einzelnen Stege bzw. Schenkel der genannten Querschnittsformen je nach ihrer Lage in der erfindungsgemäßen Anordnung entweder eine Wärme aufnehmende, weiterleitende oder ableitende, gg£. auch elektromagnetische

Störfelder abschirmende, Funktion erfüllen.

Um eine kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Anordnung zu erzielen, kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zwischen nebeneinanderliegenden, optoelektronischen Wandlern ein weiterer elektronischer Bauteil angeordnet sein. Dieser weitere elektronische Bauteil kann z.B. ein Switch sein, der auf diese Weise in die erfindungsgemäße Anordnung integriert werden kann. Damit kann die

erfindungsgemäße Anordnung um weitere Funktionen erweitert werden.

elektronischer Bauteil angeordnet ist.

Dabei ist es möglich, dass sich ein und derselbe weitere elektronische Bauteil sowohl zwischen nebeneinanderliegenden, optoelektronischen Wandlern als auch zwischen wenigstens einem optoelektronischen Wandler

und der Halterung erstreckt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, den Schutzbereich nicht beschränkender, Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme

auf die angeschlossenen Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch die Ausführungsform von Fig. 1,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 einen Horizontalschnitt durch die Ausführungsform von Fig. 3,

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 einen Horizontalschnitt durch eine vierte Ausführungsform der

Erfindung.

Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung 1 mit zwei Klemmen 2, in denen Lichtwellenleiter 3 aufgenommen und festgeklemmt werden können. Die Klemmen 2 weisen einen Unterteil 4 und einen Oberteil 5 auf, wobei der Oberteil 5 schwenkbar am Unterteil 4 montiert ist. Bei der linken Klemme 2 von Fig. 1 ist der Oberteil 5 (ohne einen Lichtwellenleiter) in der geschlossenen Stellung und bei der rechten Klemme 2 (mit strichliert eingezeichnetem

Lichtwellenleiter 3) in der geöffneten Stellung dargestellt.

Der Oberteil 5 und der Unterteil 4 der Klemme 2 bilden gemeinsam einen Leiterführungskanal 6 mit einer Längsachse 7. Um den Lichtwellenleiter 3 mechanisch gut zu fixieren, sind an den den Leiterführungskanal 6

bildenden Wänden des Oberteils 5 und des Unterteils 4 Rippen 8

eindrücken und den Lichtwellenleiter 3 gegen Herausziehen sichern.

Der in den Zeichnungen dargestellte und vorstehend beschriebene Aufbau der Klemmen 2 ist lediglich beispielhaft und für das Wesen der Erfindung nicht von Bedeutung. Es kann daher auch Jede andere

geeignete Klemme 2 verwendet werden.

Am stirnseitigen Ende des Leiterführungskanals 6 ist ein Trägerelement 9 angeordnet, in dem ein optoelektronischer Wandler 11 aufgenommen ist, an dem der Lichtwellenleiter 3 mit seinem stirnseitigen Ende anliegt. Der optoelektronische Wandler 11 kann ein Sender (Transmitter), ein Empfänger (Receiver) oder ein kombinierter Sender

und Empfänger (Transceiver) sein.

Jeweils eine Klemme 2 und das daran angeordnete Trägerelement 9 mit dem darin aufgenommenen optoelektronischen Wandler 11 bilden eine Baueinheit 12. Diese Baueinheiten 12 sind an einer Halterung 13 befestigt, die in der Ausführungsform von Fig. 1 und 2 eine

Leiterplatte ist.

Im in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Baueinheiten 12 mit ihrer der Klemme 2 gegenüberliegenden Stirnseite einander zugewandt und die Längsachsen 7 der Bauelemente 12 £fluchten zueinander. Zwischen den Stirnseiten der Trägerelemente 9 ist eine Kühleinrichtung 14 angeordnet. Die Kühleinrichtung 14 leitet die von den optoelektronischen Wandlern 11 erzeugte Wärme über die Trägerelemente 9 nach außen ab. In einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung können die optoelektronischen Wandler 11 auch in direktem, wärmeleitenden Kontakt mit der Kühleinrichtung 14 stehen, damit die Wärmeabfuhr noch

effektiver erfolgt.

Die Kühleinrichtung 14 besteht vorzugsweise, aber nicht zwingend, wenigstens in dem zwischen den optoelektronischen Wandlern 11 liegenden Abschnitt 15 aus einem magnetisierbaren Material, um die beiden nahe nebeneinanderliegenden, optoelektronischen Wandler 11 vor Störfeldern abzuschirmen. Hierfür sind insbesondere metallische

Werkstoffe geeignet.

Bevorzugt weist die Kühleinrichtung 14 zusätzlich zu dem zwischen den

optoelektronischen Wandlern 11 liegenden ersten Abschnitt 15 einen

bilden, und die gleichzeitig auch der Abschirmung dienen können.

In Fig. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung 1 mit vier Baueinheiten 12 dargestellt. Es liegen jeweils zwei Baueinheiten 12 mit ihren Längsachsen 7 parallel nebeneinander und jeweils zwei Baueinheiten 12 mit fluchtenden Längsachsen 7 einander gegenüber. Die Klemmen 2 und die Trägerelemente 9 mit den optoelektronischen Wandlern 11 sind im Wesentlichen gleich wie bei der Ausführungsform von Fig. 1 und 2 aufgebaut. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass ein gemeinsamer Unterteil 4 für die Jeweils nebeneinanderliegenden Klemmen 2 verwendet wird. Es ist möglich, nur einen einzigen, gemeinsamen Oberteil 5 für Jeweils nebeneinanderliegende Klemmen 2 zu verwenden oder, so wie bei der Ausführungsform von Fig. 1 und 2, einen separaten Oberteil 5 für jede Klemme 2. Es ist natürlich auch möglich, zwei Paar Baueinheiten 12, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, paarweise nebeneinander

anzuordnen.

Ein weiterer Unterschied zur Ausführungsform von Fig. 1 und 2 besteht darin, dass in der Kühleinrichtung 14 ein weiterer elektronischer Bauteil 18 aufgenommen ist. Dieser wird vom ersten Abschnitt 15 der Kühleinrichtung 14 ebenso gekühlt und abgeschirmt, wie die optoelektronischen Wandler 11. Da die freie Oberfläche 19 der Kühleinrichtung 14 bei dieser Ausführungsform relativ groß ist, wird ein weiterer Abschnitt 16, 17 der Kühleinrichtung 14, wie er bei der Ausführungsform von Fig. 1 und 2 vorhanden ist, nicht unbedingt benötigt. Selbstverständlich können aber weitere Abschnitte, wie die

Abschnitte 16 und 17 von Fig. 1 und 2, trotzdem vorhanden sein.

Die Kühleinrichtung 14 erstreckt sich bei der Ausführungsform von Fig. 3 und 4 über die gesamte Breite der jeweils parallel nebeneinanderliegenden Baueinheiten 12 bzw. Trägerelementen 9 mit den darin aufgenommenen optoelektronischen Wandlern 11, und liegt somit zwischen einander gegenüberliegenden Baueinheiten 12, wobei - wie

schon bei der Ausführungsform von Fig. 1 und 2 - einander

7717

nebeneinanderliegend anzusehen sind.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung 1 dargestellt, die der Ausführungsform von Fig. 1 und 2 ähnlich ist. Allerdings sind die Baueinheiten 12 nicht direkt auf der Halterung 13 montiert, sondern auf einem weiteren elektronischen Bauteil 21. Der weitere elektronische Bauteil 21 kann wiederum auf

einer Platine montiert sein, die als Träger bzw. Halterung 13 dient.

Um den weiteren elektronischen Bauteil 21 von den optoelektronischen Wandlern 11 sowohl wärmetechnisch als auch strahlungstechnisch abzuschirmen, weist die Kühleinrichtung 14 an der dem Bauteil 21 zugewandten Seite weitere Abschnitte 22 auf, die mit dem ersten Abschnitt 15 und dem weiteren Abschnitt 16 der Kühleinrichtung 14

insgesamt einen im Wesentlichen I-förmigen Querschnitt bilden.

In Fig. 6 ist eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung 1 in einem entlang der Längsachsen 7 verlaufenden Horizontalschnitt dargestellt, bei der nur zwei mit ihren Längsachsen 7 parallel nebeneinanderliegenden Baueinheiten 12 vorhanden sind. Im Bereich zwischen den nebeneinanderliegenden optoelektronischen Wandlern 11 ist wiederum ein erster Abschnitt 15 der Kühleinrichtung 14 angeordnet, der mit einem weiteren, außen an den Stirnseiten liegenden Abschnitt 16 in wärmeleitender Verbindung steht. Anstelle einer ebenen freien Fläche 19, wie sie bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 bis 5 vorhanden ist, sind Kühlrippen 23 vorhanden, die die

Wärmeabfuhr verbessern.

Derartige Kühlrippen 23 können selbstverständlich bei allen beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen sein. Weiters kann der in Fig. 6 zwischen den parallel nebeneinanderliegenden Baueinheiten 12 angeordnete erste Abschnitt 15 der Kühleinrichtung 14 auch bei der Ausführungsform von Fig. 2 und 3 vorgesehen sein. Ebenso können die oberen und unteren weiteren Abschnitte 16 und 22 der Ausführungsform

von Fig. 5 auch bei allen anderen Ausführungsformen vorgesehen sein. In der vorstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der

Erfindung hat Jeweils eine Klemme 2 und das daran angeordnete

Trägerelement 9 mit dem darin aufgenommenen optoelektronischen Wandler

und dann an der erfindungsgemäßen Anordnung 1 montiert werden.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können aber auch andere Formen von Baugruppen 24 gebildet werden. Beispielsweise können zwei (Fig. 1, 2 und 6), vier (Fig. 3 und 4) oder mehr, ggf. in einem Trägerelement 9 aufgenommene optoelektronische Wandler 11 und die Kühleinrichtung 14 eine vormontierte Baugruppe 24 bilden, an der anschließend Klemmen 2 montiert werden, wenn die erfindungsgemäße Anordnung endgültig zusammengebaut wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Baugruppe 24 einen weiteren elektronischen Bauteil 18, 21 enthält, weil auf diese Weise elektronisch fertig konfektionierte Baugruppen 24 gebildet werden können, die in weiterer Folge mit beliebigen bzw. für den Jeweiligen Anwendungsfall geeigneten

Klemmen ausgestattet werden können.

1 Anordnung

2 Klemme

3 Lichtwellenleiter

4 Unterteil der Klemme 5 Oberteil der Klemme 6 Leiterführungskanal 7 Längsachse

8 Rippen

9 Trägerelement

10 --

11 optoelektronischer Wandler 12 Baueinheit

13 Halterung 14 Kühleinrichtung 15 erster Abschnitt der Kühleinrichtung

16 weiterer Abschnitt der Kühleinrichtung 17 weiterer Abschnitt der Kühleinrichtung 18 weiterer elektronischer Bauteil

19 freie Fläche der Kühleinrichtung

20 -

21 weiterer elektronischer Bauteil

22 weiterer Abschnitt der Kühleinrichtung

23 Kühlrippen 24 Baugruppe

Claims

Patentansprüche:

Anordnung (1) zum Anschließen von in Klemmen (2) aufgenommenen Lichtwellenleitern (3) an optoelektronische Wandler (11), wobei die optoelektronischen Wandler (11) und die Klemmen (2) an einer gemeinsamen Halterung (13) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwei optoelektronische Wandler (11) nebeneinander angeordnet sind und dass zwischen den optoelektronischen Wandlern (11) eine Kühleinrichtung (14)

angeordnet ist.

Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronischen Wandler (11) mit der Kühleinrichtung (14) in

wärmeleitender Verbindung stehen.

Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Jeder optoelektronische Wandler (11) in einem Trägerelement (9) aufgenommen ist, das mit der Kühleinrichtung (14) in

wärmeleitender Verbindung steht.

Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemme (2) einen Leiterführungskanal (6) mit einer Längsachse (7) aufweist, an dessen Ende der gegebenenfalls in einem Trägerelement (9) aufgenommene

optoelektronische Wandler (11) angeordnet ist.

Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (9) eine der Klemme (2) gegenüberliegende Stirnseite aufweisen und dass die Kühleinrichtung (14) zwischen den Stirnseiten einander gegenüberliegender Trägerelemente (9)

angeordnet ist.

Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Klemmen (2) mit den daran angeordneten Trägerelementen (9) mit ihren Längsachsen (7) parallel nebeneinander liegen und dass die Kühleinrichtung (14) zwischen

den nebeneinanderliegenden Trägerelementen (9) angeordnet ist.

Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (14) einen ersten Abschnitt (15) aufweist, der zwischen den optoelektronischen

Wandlern (11) liegt, und einen weiteren Abschnitt (16, 17, 22),

11.

12.

13.

14.

15.

11

der ober, unter und/oder neben den optoelektronischen Wandlern

(11) liegt.

Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der

weitere Abschnitt (16) der Kühleinrichtung (14) Kühlrippen (23)

aufweist.

Anordnung nach

gekennzeichnet,

einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch

dass die Kühleinrichtung (14) einen L-f£förmigen, T-

förmigen oder I-förmigen Querschnitt aufweist.

Anordnung nach

gekennzeichnet,

einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch

dass die Kühleinrichtung (14)

nebeneinanderliegende, optoelektronische Wandler (11)

elektromagnetisch voneinander abschirmt.

Anordnung nach

gekennzeichnet,

einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch

dass zwischen nebeneinanderliegenden

optoelektronischen Wandlern (11) ein weiterer elektronischer

Bauteil (18) angeordnet ist.

Anordnung nach

gekennzeichnet,

einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch

dass zwischen wenigstens einem optoelektronischen

Wandler (11), vorzugsweise zwischen zwei nebeneinander

angeordneten, optoelektronischen Wandlern (11), und der Halterung

(13) ein weiter elektronischer Bauteil (21) angeordnet ist.

Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der

weitere Abschnitt (22) der Kühleinrichtung (14) zwischen dem/den

optoelektronischen Wandler(n) (11) und dem weiteren elektronischen

Bauteil (21) Liegt.

Anordnung nach

gekennzeichnet,

einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch

dass die Kühleinrichtung (14) wenigstens einen

optoelektronischen Wandler (11) und den weiteren elektronischen

Bauteil (18, 21) elektromagnetisch voneinander abschirmt.

Anordnung nach gekennzeichnet,

(Transmitter),

einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch dass die optoelektronischen Wandler (11) Sender

Empfänger (Receiver) oder Sender und Empfänger

(Transceiver) sind.

17.

18.

19.

20.

12

Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch

gekennzeichnet,

dass die Halterung

(13)

weiterer elektronischer Bauteil ist.

eine Leiterplatte oder ein

Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch

gekennzeichnet,

dass das Trägerelement

(9) und/oder ein Teil der

Klemme (2) aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff, insbesondere

Metall, besteht.

Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch

gekennzeichnet,

Klemme (2) eine

dass ein optoelektronischer Wandler (11) und eine

Baueinheit (12) bilden.

Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch

gekennzeichnet,

(9) aufgenommene,

Kühleinrichtung

dass wenigstens zwei,

(14) eine Baugruppe (2

Klemmen (2) montiert sind.

gg£. in einem Trägerelement

optoelektronische Wandler (11) und die

4) bilden, an der die

Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 17 sowie 19, dadurch

gekennzeichnet,

dass die Baugruppe

(24

) den weiteren

elektronischen Bauteil (18, 21) enthält.